Istraživači Kalifornijskog instituta za tehnologiju (Caltech) razvili su moždane implantate koji mogu dešifrirati unutarnji govor, riječi koje ljudi misle bez vokaliziranja ili čak pomicanja usana. Iako je još uvijek u početnim fazama, ova tehnologija, opisana u časopisu Nature Human Behaviour mogla bi revolucionarizirati komunikaciju osoba s teškom paralizom i onih koji su iz nekog razloga izgubili sposobnost govora.

Ova vrhunska tehnologija sučelja mozak-stroj (BMI), predstavljena prije dvije godine i sad uspješno ponovljena na drugom pacijentu, snima signale iz pojedinačnih neurona u mozgu u stvarnom vremenu. No, za razliku od prijašnjih BMI-a koji su se oslanjali na djelomično vokalizirani ili oponašani govor, ovaj sustav sad dekodira isključivo unutarnji govor. Caltechovo rješenje usredotočeno je naime na supramarginalnu vijugu (SMG) mozga koju su prethodna istraživanja povezala s reprezentacijom izgovorenih riječi i zadacima poput određivanja rimuju li se riječi.

"Problem s unutarnjim govorom je što ne znamo što se događa i kako se obrađuje", objašnjavaju istraživači koji se sad usredotočuju na testiranje može li BMI razlikovati slova abecede, što je ključni korak prema detekciji internog sricanja, uređaja koji će nečije misli pretvarati u govor. Važno je napomenuti da ova tehnologija nije dizajnirana za čitanje misli u tradicionalnom smislu; ona djeluje samo kad se osoba aktivno fokusira na riječ koju želi prenijeti, što pak osigurava da korisnik zadržava kontrolu nad svojim mislima i privatnošću, kažu istraživači.

Neinvazivna stimulacija leđne moždine

Neinvazivni uređaj za stimulaciju leđne moždine poboljšao je funkciju ruku i šaka kod tetraplegičara, ljudi s paralizom gornjeg i donjeg dijela tijela, pokazalo je kliničko ispitivanje predstavljeno u časopisu Nature Medicine.

Istraživači Sveučilišta Washington osmislili su ARC-EX, neinvazivni uređaj koji električnu struju isporučuje leđnoj moždini kroz površinske elektrode koje zatim mogu modulirati neurone unutar ciljanih segmenata kralježnice. Klinička ispitivanja pokazala su poboljšanja snage i funkcionalnosti kod većine sudionika testiranja kod kojih je primijećena veća sile stiskanja vrhova prstiju, pokreta ruku i senzornih sposobnosti te općeg poboljšanja kvalitete života prema vlastitim prijavama.

Istraživači tvrde da je ARC-EX terapija sigurna i učinkovita te bi mogla poslužiti kao novi tretman za poboljšanje neurološkog oporavka funkcije šake i ruke kod ljudi koji žive s kroničnom ozljedom vratne kralježnice.

Fleksibilni senzor osjeća pokrete u blizini

Beskontaktni senzori poput infracrvenih termometara ili sustava obavještavanja o blizini vozila mogu identificirati ili izmjeriti objekt bez izravnog dodira. Neki se oslanjaju na statički elektricitet, ali su dosad bili ograničeni vrstom objekata koje otkrivaju, koliko dugo mogu biti ostaju napunjeni i koliko ih je teško proizvesti. No, sad su istraživači Istočnokineskog sveučilišta znanosti i tehnologije   u Šangaju osmislili su mekani, fleksibilni senzor, temeljen na statičkom elektricitetu, koji osjeća prisutnost obližnjih objekata bez fizičkog dodira. Nova senzorska tehnologija za otkrivanje blizine trepavica, ugrađena u staklo naočala prikazana je u časopisu ACS Applied Materials & Interfaces. 

Sustav se sastoji od tri djela: gornjeg osjetljivog sloja od fluoriranog etilen propilena (FEP), s električno vodljivim filmom i fleksibilnom plastičnom bazom. FEP je elektret, vrsta električki nabijenog materijala koji proizvodi vanjsko elektrostatsko polje, slično načinu na koji magnet proizvodi magnetsko polje. Inherentni statički naboj objekata u blizini uzrokuje protok električne struje u senzoru, čime se objekt "osjeća" bez fizičkog kontakta. Senzor tako otkriva objekte od stakla, gume, aluminija i papira i zadržava punjenje tijekom više od 3000 različitih ciklusa približavanja-povlačenja tijekom gotovo dva sata.

Živi nadomjestak za koljeno

Medicinski centar Irving Sveučilišta Columbia (CUIMC) i Columbia Engineering zajedničkim snagama i uz izdašnu financijsku pomoć američke agencije za napredne istraživačke projekte za zdravlje ARPA-H izradit će živi nadomjestak koljena od biomaterijala i ljudskih matičnih stanica, uključujući i pacijentove. Ovaj projekt dio je programa Novih inovacija za regeneraciju tkiva kod osteoartritisa (NITRO) koji podržava razvoj NOVAJointa, revolucionarnog biokompatibilnog i jeftinog nadomjestka zgloba koljena prilagođenog pacijentu. 

Stanice su potrebne za regeneraciju i održavanje ovog živog implantata pa će istraživači stvoriti dvije verzije NOVAJointa: jednu koja koristi stanice pacijenta i drugu sa stanicama donora. NOVAJoint bi, kažu, trebao znatno produžiti životni vijek implantata, smanjiti komplikacije i postati trajni i konačni postupak za liječenje osteoartritisa koljena, a projekt bi trebao biti gotov za pet godina.

AI slušalice filtriraju neželjeni šum

Slušalice za uklanjanje šuma automatski prepoznaju pozadinske zvukove i poništavaju ih za prijeko potreban mir i tišinu. Međutim, tipično poništavanje buke ne razlikuje neželjene pozadinske zvukove od ključnih informacija.

No sad su stručnjaci za korištenje AI alata za obradu zvuka u stvarnom vremenu sa Sveučilišta u Washingtonu osmislili sustav za ciljano slušanje govora u bučnim okruženjima. Slušalice temeljene na umjetnoj inteligenciji koje selektivno filtriraju određene zvukove predstavili su na sastanku Američkog akustičkog društva i Kanadskog akustičkog udruženja u Ottawi.

Istraživači su tehnologiju poništavanja šuma kombinirali s neuronskom mrežom temeljenom na pametnom telefonu osposobljenom za prepoznavanje 20 različitih kategorija zvuka iz okoliša. To uključuje budilice, plač beba, sirene, automobilske sirene i pjev ptica. Softver prepoznaje i reproducira te zvukove kroz slušalice u stvarnom vremenu dok filtrira sve ostale, a algoritam može identificirati govornika i izolirati njegov glas od okolnih zvukova u stvarnom vremenu za jasnije razgovore. 

Detektor sarkazma

Oscar Wilde jednom je rekao da je sarkazam najniži oblik duhovitosti, ali najviši oblik inteligencije. Teško ga je prenijeti kroz tekst i lako se može krivo protumačiti, a suptilne promjene u tonu koje prenose sarkazam često zbunjuju računalne algoritme, ograničavajući virtualne pomoćnike i alate za analizu sadržaja. No, sad su u Laboratoriju za tehnologiju govora na Sveučilištu Groningen razvili multimodalni algoritam za poboljšanu detekciju sarkazma koji ispituje više aspekata audio zapisa radi veće točnosti. 

Umjesto da se oslone na samo jedan parametar, istraživači su koristili dva komplementarna pristupa: analizu osjećaja pomoću teksta i prepoznavanje emocija s pomoću zvuka te tako dobili potpuniju sliku. Iz govora su izdvojili akustičke parametre poput energije, visine i brzine govora i potom iskoristili automatsko prepoznavanje govora za transkripciju govora u tekst za analizu raspoloženja. Svakom segmentu govora dodijelili su emotikone, odražavajući njegov emocionalni sadržaj. 

Istraživači sustav žele obogatiti nizom izraza i gesti koje ističu sarkastične elemente u govoru, uključiti više jezika i usvojiti razvojne tehnike prepoznavanja sarkazma. Sve to moglo bi se, kažu, dobro iskoristiti u zdravstvenoj skrbi potpomognutoj umjetnom inteligencijom. 

Mikroplastika otkrivena u ljudskim testisima

Nakon što je mikroplastika otkrivena u ljudskoj placenti, drevnom kamenju, začepljenim arterijama, plavetnim kitovima, u izmetu beba, divljini Antarktika, podno vrha Mount Everesta i na dnu oceana, popis se proširio i na testise. Ovu nimalo ugodnu vijest otkrili su istraživači Sveučilišta New Mexico koji su mikroplastiku pronašli u svim uzorcima tkiva ljudskih i psećih testisa. Štoviše, ta je količina bila gotovo tri puta veća kod ljudi nego kod pasa.

Tako smo dobili još jedan dokaz da plastično onečišćenje prodire u svaki dio našeg tijela, a studija predstavljena u časopisu Toxicological Sciences otvara i pitanja o utjecaju tih mikroskopskih fragmenata na mušku plodnost. Ljudsko tkivo trenutno nije testirano na broj spermija, ali analiza uzoraka kod pasa pokazala je da su više razine polivinil klorida (PVC) povezane s nižim brojem spermija kod životinja.

Pivski kvasac uklanja olovo iz vode

Svake godine pivovare proizvedu i odbace tisuće tona kvasca. Istraživači MIT-a i Georgia Techa smislili su način kako da taj kvasac iskoriste kako bi apsorbirao olovo iz kontaminirane vode. Naime, kvasac kroz proces biosorpcije može brzo apsorbirati čak i tragove olova i drugih teških metala iz vode. Istraživači su upakirali kvasac u hidrogelne kapsule, izrađene od polietilen glikola (PEG), polimera koji se široko koristi u medicini. Tako su dobili filter za pročišćavanje, a kako su stanice kvasca inkapsulirane, mogu se lako ukloniti iz vode kad je spremna za piće.

Istraživači predviđaju da bi se ovaj proces, opisan u časopisu RSC Sustainability, mogao koristiti za filtriranje pitke vode koja izlazi iz slavine u domovima ili za obradu velikih količina vode u postrojenjima za pročišćavanje. Uz to, ovaj bi proces vjerojatno trošio manje energije od postojećih fizikalno-kemijskih procesa za uklanjanje anorganskih spojeva u tragovima iz vode, poput taloženja i membranske filtracije, kažu istraživači koji sad istražuju strategije recikliranja i zamjene kvasca nakon što se potroši, ali i izradu hidrogelova iz biomase umjesto polimera na bazi fosilnih goriva.

Robot pauk za misije spašavanja

Mali robot koji podsjeća na paukovu nogu djelo je inženjera Instituta za tehnologiju Sveučilišta u Tartuu i Talijanskog instituta za tehnologiju. Nadahnuta prirodom, noga duga poput nokta fleksibilnija je od konvencionalnih robota pa bi se u budućnosti mogla koristiti tamo gdje ljudi ne mogu doprijeti i pomagati ljudima spašenim iz ruševina i drugih opasnih zona. 

Ovaj feromonski robot, opisan u časopisu Advanced Functional Materials, u biti je velika posuda ispunjena tekućinom koja se koristi za kretanje, oponašajući jedan od zglobova u paukovoj nozi. Mekani egzoskelet sadrži otopinu elektrolita i pokreće se kontrakcijom ionskog elektroaktivnog polimernog mišića koji radi na 0–1 V. Otopina se ponaša poput hemolimfe kod pauka i utječe na svojstva egzoskeleta kao i na kretanje; tekućina čini egzoskelet fleksibilnijim, a noga se počinje pomicati zbog promjene oblika polimera.

Radikalno kvantno otkriće puni baterije u tren oka

Baterije koje se temelje na valovitoj prirodi nabijenih čestica mogle bi revolucionirati skladištenje energije, skladišteći više energije brže nego što bi to mogli očekivati od konvencionalnih elektrokemijskih ćelija. Novi protokol fizičara tajvanskog Nacionalnog sveučilišta Cheng Kung (NCKU) mogao bi transformirati osnovne principe kvantne baterije s brzim punjenjem u praktičan sustav, pokazujući načine na koje se superpozicija baterije može koristiti za brzo i učinkovito skladištenje energije.

Umjesto stvarne baterije upotrijebili su zarobljeni ion u superpozicijskom stanju, kubitu koji može dobiti energiju dok prolazi kroz reflektirajući prostor koji ograničava prolazak valova. Ne samo da superpozicija iona doista može omogućiti učinkovito punjenje, nego bi ovaj pristup mogao dovesti do "fenomena savršenog punjenja" koji omogućuje potpunu pretvorbu pohranjene energije za rad iz kvantne baterije u bilo kojem trenutku procesa punjenja.

Proces je uz to i skalabilan, s efektom interferencije koji postoji čak i kad se šalje više od jednog kubita, pokazali su eksperimenti na IBM Quantum platformi i IonQ kvantnom hardveru, opisani u časopisu Physical Review Research.

Tropojasni elektrokromatski pametni prozor

Istraživači Šangajskog instituta za keramiku Kineske akademije znanosti i Sveučilišta znanosti i tehnologije Huazhong razvili su novu vrstu elektrokromatske (EC) strukture za prozore koji štede energiju. U studiji koju objavljuje Nature Sustainability oni su opisali novi elektrokromatski sustav pametnih prozora koji se temelji na tandem filmu VO 2 -WO 3 preko čvrstog elektrolita s tri-stabilnom kontrolom sunčeve topline i propusnosti sunčeve svjetlosti istovremeno, s velikim učinkom uštede energije.

Simulacije pokazuju da ovaj novi pametni prozor pokazuje veće uštede energije grijanja i hlađenja od komercijalnog niskoemisivnog stakla u većini klimatskih područja diljem svijeta. Uz to, eksperimenti na otvorenom postigli su kontinuirano hlađenje između 2°C i 14°C tijekom dana na tipičnom vedrom sunčanom danu.

Zdravija i hranjivija čokolada 

Za mnoge ljude čokolada je slatki užitak no manje je poznato da plod kakaovca sadrži i dodatne, dosad nedovoljno iskorištene vrijedne sastojke. Istraživači ETH Zurich udružili su snage s proizvođačima kako bi u sklopu projekta Innosuisse maksimalno iskoristili kakaovac i čokoladu učinili zdravijom. Rezultat ove slatke suradnje opisan je u časopisu Nature Food.   

Njihova receptura kao zaslađivač koristi kakao gel i može se pohvaliti većim udjelom vlakana od prosječne tamne čokolade i umjesto uobičajenih 33 grama sadrži samo 23 grama zasićene masti. To znači da su istraživači ETH-a uspjeli povećati sadržaj vlakana za oko 20 posto, dok su postotak zasićenih masti smanjili za oko 30 posto. Vlakna su vrijedna jer prirodno reguliraju rad crijeva i sprečavaju prebrzo povećanje razine šećera u krvi tijekom konzumiranja čokolade, a povećana konzumacija zasićenih masti povezana je s povećanim rizikom od kardiovaskularnih bolesti.